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Seismische Messungen in Davos

Erdwärme ist eine erneuerbare und nachhaltige Energie, welche die Landschaft Davos von der Nutzung fossiler Brennstoffe unabhängiger machen würde. Die Nutzung der Erdwärme ist weitgehend schadstofffrei und bei einem grösseren Nutzpotenzial wirtschaftlich. Bevor an eine Nutzung der Erdwärme in einem grösseren Ausmass gedacht werden kann, müssen die Untergrundverhältnisse bekannt sein.

pd | Aus diesem Grund wird die Gemeinde Davos im Mai 2010 seismische Messungen in Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Energie (BFE) durchführen. Die Messungen sind aufgrund der komplexen Untergrundverhältnisse und speziellen Rahmenbedingungen Bestandteil eines Forschungsprojektes des BFE. Die Erde ist voller Wärmeenergie. Im Erdinnern herrschen Temperaturen bis 6000 Grad Celsius (°C), und in Tiefen von rund 1000 Metern ist es immer noch rund 30 Grad wärmer als an der Erdoberfläche. Durch die nach aussen geleitete Erdwärme werden Gesteine oder Wasservorkommen in der Erdkruste laufend erhitzt. Weil Erdwärme kontinuierlich nachfliesst, gilt sie als unerschöpfliche und nachhaltige Energiequelle. Wegen tendenziell steigender Kosten für fossile Brennstoffe sowie aufgrund der energie- und klimapolitischen Zielsetzungen von Bund, Kanton und Gemeinde erfährt die Erdwärme zurzeit eine zunehmende Beachtung.

Möglichkeiten der Erdwärmenutzung

Erdwärme kann aus tiefer gelegenen oder auch oberflächennahen Schichten genutzt werden. Für die Nutzung aus tieferen Gesteinsschichten muss entsprechend tiefer gebohrt werden. Wird im Untergrund kein relevantes Wasservorkommen gefunden, kann die erhoffte Nutzung möglicherweise nicht erfolgbringend realisiert werden. Wenn hingegen die Gesteinsschichten heisses Wasser in genügender Menge führen, kann die Erdwärme über die Ableitung des Wassers vergleichsweise einfach genutzt werden. Wasser bzw. Wasserdampf, der über 150°C heiss ist, kann sowohl für die Wärmegewinnung als auch für die Stromproduktion genutzt werden. Mit einer Wärmepumpe kann die Erdwärme auch oberflächennah genutzt werden. Dazu müssen Erdsonden als vertikale Wärmetauscher bis in eine Tiefe von 150 Metern verlegt werden. Bei dieser Technik wird der Umgebung Wärme entzogen. Dabei erhöht sich das Temperaturniveau einer in der Erdwärmesonde zirkulierenden Flüssig-keit und gibt diese Heizwärme weiter in ein Heizsystem.

Komplizierte geologische Verhältnisse in Davos

Auch in Davos wird immer mehr Erdwärme mittels Erdsonden und Wärmepumpen zum Heizen der Liegenschaften genutzt. Die Gemeinde hat zur Aufklärung und Förderung der Erdwärme im Jahr 2008 eine Eignungskarte für Erdwärmesonden erstellen lassen. Diese zeigt auf, dass die hydrogeologischen Verhältnisse in einem Teilbereich des städtischen Gebietes wegen der gespannten Grundwasserverhältnisse (Arteser) ungünstig sind und dort nur eine bedingte Nutzung der Erdwärme mittels Sonden zulassen. Diese Einschränkung musste auch die Gemeinde selbst im Zusammenhang mit der vorgesehenen Nutzung von Erdwärme für den Erweiterungsbau des Kongresszentrums erfahren. Verschiedene diesbezügliche Abklärungen haben zudem gezeigt, dass eine Nutzung von Tiefengrundwasser in ca. 400 bis 1000 m Tiefe am sinnvollsten sein kann. Eine solche Nutzung kann jedoch nur dann angestrebt werden, wenn die Gewähr besteht, dass im Untergrund entsprechende Kluftsysteme bestehen, in welchen entsprechend Wasser zirkuliert. Die Wahrscheinlichkeit dazu ist in der Landschaft Davos grösser als anderenorts.

Abklärungen mittels seismischen Messungen

Damit ein mögliches Erdwärme-Projekt in Davos realisiert werden kann, sind umfassende Abklärungen notwendig. Dabei spielen seismische Untersuchungen eine zentrale Rolle. Diese werden genauen Aufschluss über die Beschaffenheit des Davoser Untergrundes geben. Erst solche Messungen werden die Eingrenzung des Zielgebiets im Untergrund für eine mögliche Erdwärmenutzung bzw. die Bestimmung des Standorts für eine erfolgreiche, tiefe Erdwärme-Bohrung ermöglichen.

Wie wird vermessen?

Bei seismischen Messungen werden Schallwellen erzeugt, die von den verschiedenen Gesteinsschichten des Untergrunds reflektiert werden. Ausgelöst werden die Schallwellen einerseits durch ein Fallgewicht von 300 kg, das aus einer Höhe von 4 Metern auf den Erdboden fallen gelassen wird. An Stellen, an welchen dieses Vorgehen ungeeignet ist, werden Kleinsprengungen in kleinen Löchern von 5 cm Durchmesser in ca. 1½ Metern Tiefe ausgeführt. Die reflektierten Schallwellen werden an der Erdoberfläche von sensiblen Messgeräten, den Geophonen, erfasst. Entlang von Messlinien werden ca. 1000 Geophone im Abstand von 2 Metern, verbunden mit Messkabeln, ausgelegt. Mit Hilfe der entsprechenden Aufzeichnungen kann dann der Aufbau des Untergrundes berechnet und konstruiert werden. Um das gewünschte Abbild des Untergrunds aufzuzeichnen, werden sowohl die Anregungspunkte (Fallgewicht/Kleinsprengungen) als auch die Geophone nach einem vorbestimmten Punkteraster ausgewählt.

Wo wird gemessen?

Die beauftragte Firma hat aufgrund der geologischen und topografischen Gegebenheiten entschieden, für die Messungen in Davos drei Profile anzulegen: Ein Längsprofil mitten durch das Landwas-sertal (meistens entlang des Landwassers) und zwei Querprofile zum Landwasser (auf der Höhe des Kurgartens sowie auf der Höhe der Guggerbachstrasse). Die seismischen Messungen erfolgen mit grösster Sorgfalt gegenüber der Bevölkerung und den betroffenen Grundstücken. Sowohl die Anregungen als auch die Messungen sind für Mensch und Natur ungefährlich. Die Anregungen sind in der Regel derart schwach, dass sie bereits nach wenigen Metern vom Menschen nicht mehr wahrgenommen werden können. Nach Beendigung der Messungen werden sämtliche Instrumente auf den Parzellen entfernt.

Messungen als Forschungsprojekt

Die seismischen Messungen in Davos werden rund 2 bis 3 Tage dauern und Anfang Mai 2010 vorwiegend in den Abendstunden durchgeführt werden. Sie werden in Zu-sammenarbeit mit dem BFE durchgeführt und sind Bestandteil eines Forschungsprojektes des BFE. Mit der Durchführung und Auswertung der seismischen Messungen ist die Firma GEOTEST AG, Davos, beauftragt worden.

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